La Materia La Materia

Ciencias Ciencias Naturales Naturales 8º básico 8º básico

Aprendizajes esperados o Describir la estructura interna de la materia, basándose en los

modelos atómicos desarrollados por los científicos.

o Comprender las propiedades eléctricas de la materia.

o Conocer los fenómenos de electrización, conductividad eléctrica y calórica y emisión y absorción de la luz.

o Describir transformaciones físico - químicas de la materia en la formación de la moléculas y macromoléculas.

o Comprender las propiedades relevantes de los gases en términos del modelo cinético, aplicando los conceptos de calor, temperatura,

presión y volumen.

o Explicar fenómenos y procesos cotidianos relacionados con la presión atmosférica.

MODELO ATÓMICO DE DALTON (1808)

� Los postulados básicos de esta teoría atómica son:

� La materia está dividida en unas partículas indivisibles e inalterables, que se denominan átomos.

� Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (presentan igual masa e iguales propiedades).

� Los átomos de diferentes elementos se combinan y forman los compuestos.

� En una reacción química los asomos no se crean ni se destruyen, se reordenan.

Simbología de los elementos Dalton

MODELO DE THOMSON (1897)MODELO DE THOMSON (1897)

El átomo es “UNA ESFERA CARGADA

POSITIVAMENTE, en la que se encuentran incrustadas partículas con cargas negativas, LOS ELECTRONES”

Simil: sandía (Pepitas=electrones. Fruto: átomo cargado

positivamente)

Tubo de Rayos catódicos

� Consiste en un tubo al vacío en donde se encuentran dos electrodos separados por una cierta distancia... cuando se conectan a una alta tensión, el cátodo emite unos misteriosos rayos que viajan en línea recta hacia el ánodo.

Estudiando estos rayos se da cuenta que al someterlos a un campo magnético, estos rayos eran atraídos por el polo positivo y repelidos por el polo negativo...

� Se da cuenta de que se tratan de partículas cargadas negativamente, según la ley de que cargas opuestas se atraen y cargas iguales se repelen.

Thomson llega a la conclusión de que toda materia está compuesta por estas partículas de carga negativa y las llamo electrones... con este descubrimiento se establece que el átomo está formado por partículas y por lo tanto es divisible.

Eugene Goldstein

� El Protón � El protón es una partícula cargada

positivamente, su estudio se debe en gran parte a quien realizó experimentos con Rayos Catódicos en los cuales se introdujo Hidrógeno gas a baja presión, observando la presencia de Rayos que viajaban en dirección opuesta a los Rayos Catódicos. El llamó a estos “Rayos Positivos” Protones.

MODELO DE RUTHERFORDMODELO DE RUTHERFORD..

� El átomo no es una estructura maciza.El átomo no es una estructura maciza.� Constituido por una parte central, el Constituido por una parte central, el núcleonúcleo (concentrada casi toda la masa (concentrada casi toda la masa del núcleo y toda la del núcleo y toda la carga carga positiva.positiva.

� En la parte externa del átomo se En la parte externa del átomo se encuentran los encuentran los electroneselectrones que giran a que giran a gran velocidad en torno al núcleo, en gran velocidad en torno al núcleo, en orbitas circulares.( orbitas circulares.( carga carga negativanegativa y y cuya masa es muy pequeña) cuya masa es muy pequeña)

� El tamaño del núcleo es muy pequeño El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo, en comparación con el del átomo, aproximadamente aproximadamente 10000 veces menor.10000 veces menor.

MODELO DE RUTHERFORDMODELO DE RUTHERFORD..

MODELO DE BOHR (1913)MODELO DE BOHR (1913)

� Propuso un nuevo modelo atómico , a Propuso un nuevo modelo atómico , a partir de los descubrimientos sobre la partir de los descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y la energía.naturaleza de la luz y la energía.

� Los electrones giran en torno al núcleo en Los electrones giran en torno al núcleo en niveles de energíaniveles de energía bien definidos. bien definidos.

� Cada nivel puede contener un Cada nivel puede contener un número número máximo de electrones.máximo de electrones.

� Es un modelo precursor del actual.Es un modelo precursor del actual.

� Los electrones puede transitar de un nivel a otro. Los electrones puede transitar de un nivel a otro. � Los electrones en órbitas determinadas Los electrones en órbitas determinadas no emite ni absorbe energía.no emite ni absorbe energía.

� Los electrones que se encuentran en niveles más cercanos al núcleo Los electrones que se encuentran en niveles más cercanos al núcleo poseen poseen menos energíamenos energía que los que se encuentran lejos de él. que los que se encuentran lejos de él.

� Absorbe energía--Absorbe energía-- salta al nivel de mayor energía. salta al nivel de mayor energía.� Emite energía como luz---Emite energía como luz--- regresa a un nivel menor. regresa a un nivel menor.

Arnold Sommerfeld En 1916

� Modifica el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones sólo giraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en ORBITAS ELÍPTICAS.

� Existen subniveles

Modelo atómico Erwin Schôdinger (1935) “Ecuación de Onda”

� Añadió (1926) al modelo de Bohr que las órbitas podían estar en tres dimensiones (desarrollo la mecánica cuántica)

� Núcleo: el núcleo atómico es pequeñito y alberga prácticamente toda la masa del átomo.

� Los electrones no son pelotitas, sino nubes de probabilidad (no sabemos dónde están)

� Corteza: zona donde hay probabilidades de encontrar electrones, Orbitales, � No se puede saber su posición exacta. Su carga es negativa.

Modelo atómico actual.Modelo atómico actual.

CORTEZA electrones.CORTEZA electrones. ÁTOMO protones.ÁTOMO protones.

NÚCLEONÚCLEO neutrones.neutrones.

-Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se -Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.

-En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta -En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%)(95%)

-Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes -Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes capas.capas.

¿Como se cargan eléctricamente los cuerpos?

Los átomos del cuerpo ganan o pierden electrones.

Si un átomo ganagana electrones, se carga negativamente.negativamente.Si un átomo pierdepierde electrones, se carga positivamente.positivamente.

+ – + – + + +

– + –– + –

+ + +– – –

Positivo

Negativo

Neutro

Cargas + = 5Cargas – = 2

Carga total = +3

Cargas + = 2Cargas – = 4

Carga total = -2

Cargas + = 3 Cargas – = 3

Carga total = 0

¿Cómo saber la carga total de un cuerpo?

Tipos de cargas

Propiedades eléctricas de la materia

¿Por qué se desvía el chorro de agua?

http://www.youtube.com/watch?v=8-UQmMyrJ-g

NUMERO ATÓMICONUMERO ATÓMICOYY

NÚMERO MÁSICO.NÚMERO MÁSICO.

� Número atómico (Z): Número atómico (Z):

Es el número de protones que tienen los núcleos de Es el número de protones que tienen los núcleos de los átomos de un elemento. los átomos de un elemento. Todos los átomos de un elemento tienen el mismo Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número de protones. número de protones.

Como la carga del átomo es nula, el número de Como la carga del átomo es nula, el número de electrones será igual al número atómico. electrones será igual al número atómico.

Número másico (A):Número másico (A):Es la suma del número de protones y de neutrones.Es la suma del número de protones y de neutrones.

Numero atómico y másico.Numero atómico y másico.

� La forma aceptada La forma aceptada para denotar el para denotar el numero atómico y numero atómico y el numero másico el numero másico de un elemento X de un elemento X

es:es:

� De esta manera se pueden identificar el número y De esta manera se pueden identificar el número y tipo de partículas de un átomo:tipo de partículas de un átomo:

� 3311HH -----> Este átomo tiene -----> Este átomo tiene Z = 1 y A = 3Z = 1 y A = 3. .

� Por tanto, tiene 1 protón, 3 - 1 = 2 neutrones y, Por tanto, tiene 1 protón, 3 - 1 = 2 neutrones y, como es neutro, tiene 1 electrón.como es neutro, tiene 1 electrón.

Número de neutrones = A - Z

Diagramas atómicos

ISÓTOPOS.ISÓTOPOS.� Son átomos que tienen el mismo número atómico, pero Son átomos que tienen el mismo número atómico, pero

diferente número másico.diferente número másico.

� la diferencia entre dos isótopos de un elemento es el la diferencia entre dos isótopos de un elemento es el número de número de neutronesneutrones en el núcleo. en el núcleo.

� Isótopos de carbono:Isótopos de carbono:

Isótopos de hidrógeno:Isótopos de hidrógeno:

� Ejemplo: � El elemento hidrógeno, cuyo número atómico es 1 (es decir,

que posee un protón en el núcleo), tiene 3 isótopos en cuyos núcleos existen 0, 1 y 2 neutrones, respectivamente.

Cuando el átomo gana o pierde un electrón se ledenomina ión negativo o positivo, respectivamente.

El átomo…

Interacciones Eléctricas

Modelo en imágenes.

Cuerpo neutro

Cuerpo positivo

Cuerpo negativo

Cargas Representación

Cuerpo NEUTRO y Cuerpo ELECTRIZADO

IONES.IONES.

� Los átomos pueden perder o ganar Los átomos pueden perder o ganar electrones para estabilizarse.electrones para estabilizarse.

� Cuando un átomo gana electrones, Cuando un átomo gana electrones, adquiere un exceso de carga negativa.adquiere un exceso de carga negativa.

� Formando un ión negativo o Formando un ión negativo o anión ,que se ,que se representa como : representa como : XX--

� Cuando un átomo pierde electrones , tiene Cuando un átomo pierde electrones , tiene más carga positiva que negativa. más carga positiva que negativa. Formando un ión positivo o Formando un ión positivo o catión:: XX++

ENLACE QUÍMICO

� Cuando los átomos se unen para formar moléculas.

� los átomos se enlazan entre si, ceden, aceptan o comparten electrones.

� Son los electrones de valencia quienes determinan de que forma se unirá un átomo con otro y las caracteristicas del enlace.

Átomo estable

� Los niveles de energía están llenos de electrones .

� No se combina con otros y no forma compuestos.

� No forma enlaces químicos.

� Ej. Gases nobles He , Ne Ar

Electrones de valencia

� Electrones del nivel más externo de un átomo, sin que este nivel se haya llenado.

� Son responsables de la formación de enlaces químicos con otros átomos.

� Electronegatividad:

ELECTRONEGATIVIDAD

� Capacidad que tiene un átomo de atraer electrones comprometidos en un enlace.

� Los valores de E.N. Son útiles para predecir el tipo de enlace que se puede formar entre átomos de diferentes elementos.

REGLA DEL OCTETO

� Los átomos tienden a perder, ganar o compartir electrones en forma tal que queden con un total de 8 electrones en su nivel energético más exterior, esta configuración les proporciona gran estabilidad.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/enlaces/enlaces1.htm

ENLACE IÓNICO

� Se da entre un metal que pierde uno o varios electrones y un no metal que los captura.

� Resultan iones positivos (cationes), y negativos (aniones). que se mantienen unidos por atracciones electrostáticas.

� Formula: � METAL + NO METAL = ENLACE IÓNICO

� Los metales ceden electrones formando por cationes, los no metales aceptan electrones formando aniones.

� Comprueba, escribiendo los números atómicos del Cloro ( ) y del sodio ( ) que el primero alcanzaría los OCHO electrones ganando un electrón y que el sodio lo conseguiría perdiendo el único electrón que tiene en su capa de valencia. Observa:

� � Se han formado dos iones con carga

eléctrica opuesta, y de acuerdo con la Ley de Coulomb estos dos iones se atraen entre sí dando lugar a un cristal iónico.

ENLACE COVALENTE

� Enlace químicos donde se comparten los electrones.

� Ejemplo: átomos del mismo elemento.

Enlace covalente

� El enlace covalente se forma entre elementos no metálicos, que poseen fuerzas de atracción eléctrica similares. En este tipo de enlace, los átomos involucrados comparten electrones y original moléculas.

Enlace covalente Notación de Lewis,

Para explicar este tipo de enlace se acude a la consistente en representar los átomos con su símbolo rodeados de los electrones que poseen en su capa de valencia.

              Para explicar este tipo de enlace se acude a la notación de Lewis, consistente en representar

los átomos con su símbolo rodeados de los electrones que poseen en su capa de valencia.

Veamos un par de ejemplos:

Notación de Lewis

� También pueden formarse enlaces covalentes dobles y triples:

http://iesantonioserna.edu.gva.es/HTML/dep_fq/1BACH/tema_5.pdf

Enlaces metálicos

� El enlace metálico se produce cuando se combinan metales entre sí.

� los átomos de los metales necesitan ceder electrones para alcanzar la configuración de gas noble.

� Los metales ceden los electrones de valencia y se forma una nube de electrones entre los núcleos positivos.

� El enlace metálico se debe a la atracción entre los electrones de valencia y los iones positivos que se forman.

Moléculas

� El enlace covalente permite la formación de moléculas de elementos cuando se unen átomos del mismo elemento y moléculas de compuestos cuando se unen átomos de diferentes elementos.

Compuestos químicos� Las sustancias químicas que resultan de la unión de dos o

más elementos en proporciones fijas y exactas, se denominan compuestos químicos.

� Los compuestos presentan propiedades específicas y diferentes de las propiedades que presentan los elementos que los forman.

� Las fórmulas químicas se usan para representar los elementos que forman un compuesto o molécula; en ellas se indica con símbolos, los elementos que forman a la molécula y con números, la cantidad o proporción de átomos de cada elemento.

Macromoléculas

� Las macromoléculas son moléculas de gran tamaño y de un elevado peso molecular.

� Algunas de estas macromoléculas se presentan como polímeros, o sea, muchas moléculas de menor tamaño denominados monómeros.

� Las macromoléculas se clasifican según su origen, en naturales y sintéticas.(plásticos)

Macromoléculas naturales

� Las biomoléculas, constituyentes de los seres vivos, están formados principalmente por carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno.

� Las principales biomoléculas son:

» Hidratos de carbono: polímetros naturales que cumplen funciones energéticas y estructurales. Están formadas por la unión covalente de unas unidades básicas llamadas monosacáridos.

» Lípidos: macromoléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno, que participan en funciones energéticas y estructurales de los seres vivos. Son insolubles en agua.

» Proteínas: son las macromoléculas más abundantes de las células; actúan como anticuerpos, participando en la defensa del organismo; como enzimas que aceleran la velocidad de las reacciones químicas y como componentes estructurales.

» Ácidos nucleicos: almacenan y transportan el mensaje genético. Existen dos tipos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).

Representación tridimensional del ADN

Macromoléculas sintéticas� Son sustancias químicas sintetizadas en el laboratorio a través

de reacciones químicas.

� Son comúnmente conocidos como plásticos, son sustancias que han causado un gran impacto en el mundo moderno por su diversidad de usos.

Polímero Monómero Usos

Polietileno CH2 = CH2 Bolsas, envases, tapas.

Cloruro de polivinilo (PVC)

CH2 = CH - Cl Tuberías, mangueras.

Politetrafluoroetileno F2C = CF2 Antiadherente para utensilios de cocina.

Estructura de lospolímeros

� Cuando los monómeros se unen para ir conformando los polímeros pueden dar origen a diferentes formas o estructuras de polímeros.

� Los polímeros se clasifican según su forma en lineales y ramificados